Universidad Técnica Particular de LojaF UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja Electrónica y Telecomunicaciones Electrónica de Radiofrecuencia Práctica: Amplificador y transmisor FM. Número: 3. Profesores: Ing. Manuel Quiñones Cuenca. Fecha: 14/04/2014 Integrantes: 1) Erick Córdova 2) Dario Ochoa 3) Ronnier Torres 1. Resumen Durante esta práctica se va a entender el funcionamiento d y la implantación de un transmisor FM. Finalmente les invito estimados estudiantes a empezar con optimismo la presente práctica. 2. Objetivos Entender el funcionamiento de los amplificadores de RF usados en el USRP. Desarrollar un transmisor FM usando tecnología abierta para SDR. 3. Reglas generales para el desarrollo de las Prácticas de Laboratorio. Las presentaciones de resultados deben ser originales, es decir, se sancionará a los equipos o autores de prácticas idénticas. El día de entrega de la práctica debe ser en formato electrónico y subido al sistema EVA (Subir informe y archivos generados) Durante revisión de la práctica, se verificara los resultados y las conclusiones que hayan obtenido con el fin de corroborar los objetivos de la práctica se haya logrado. en los que las prestaciones se incrementan notablemente si se utilizan amplificadores de prestaciones superiores como el Mini-Circuits TVA-11-422 o amplificadores de bajo ruido como el MiniCircuits ZHL-2010. Esta se divide en niveles.Universidad Técnica Particular de Loja 4. Sistema de Transmisión FM En esta práctica se va a realizar un transmisor FM como se indica en la figura 1. los convertidores Digital to Analog Converter (DAC) y los Analog Digital Converter (ADC). estas tarjetas son las que trabajan como frontales de RF que incluyen amplificadores de potencia. Desarrollo 5. Figura 1: Diagrama de bloques del transmisor FM en GNU Radio . El primer nivel incorpora una FPGA con filtros. El segundo nivel se compone de las tarjetas hijas o tarjetas secundarias. Consultar los amplificadores que usa el USRP El USRP N210 cuenta con dos tarjetas.1. la alimentación y la conexión vía USB. Existe un amplificador de potencia programable (PGA) antes del ADC para amplificar la señal de entrada y utilizar el rango completo en el caso que la señal sea débil. [2] 5. niveles donde en esta se incluyen los amplificadores y otros elementos necesarios para la trasmisión y recepción de señales. 15 y 20dB respectivamente.9MHz y máximo 103.Universidad Técnica Particular de Loja 6. Figura 2: Espectro del transmisor FM en GNU Radio Cuando modificamos el valor de ganancia de audio.1. En la representación de resultado hemos procedido a cambiar los valores de ganancia de audio. hemos planteado trabajar sobre la frecuencia de 103. ganancia en el USRP y la ganancia en RF dejando los valores 5. 6. es decir en nuestro radio escucharemos más fuerte el audio o lo que estemos trasmitiendo. la trasmisión del archivo en formato en WAV. Espectro del transmisor FM (Analizador de espectros) . Espectro del transmisor FM Para. configurando el bloque de frecuencia.1MHz. aumentamos la potencia de salida del audio al momento de transmitir la señal. Actividades 6. en mínimo de 102. mientras que si configuramos la ganancia en RF esta aumenta la potencia de la señal es decir podremos tener más cobertura si aumentamos más la ganancia.2. Una vez compilado se muestra el resultado del espectro como se puede observar en la figura 2.3MHz. La ganancia del USRP mejora la calidad en la trasmisión. A continuación se procedió a modular la señal de audio. como se puede observar en la siguiente figura en donde se ha configurado el parámetro de ganancia de audio en cero. Figura 3: Espectro del transmisor FM en el Analizador de espectros. el espectro que se da al momento que trasmitimos la grabación de audio.Universidad Técnica Particular de Loja Con ayuda de otro compañero se procedió a observar en el analizador de espectro. En la figura 4 se observa el espectro proveniente del transmisor y en la figura 5 se observa el espectro producido por el analizador de espectros. mediante los slider ubicados en la parte posterior del panel visualizador. . En el analizador de espectro configuramos el parámetro de la frecuencia con el fin de analizar el espectro de la frecuencia en la que estamos trasmitiendo. mientras ganancia en el USRP y ganancia de RF de 15 y 20dB respectivamente. En la figura 6. . por el bloque de signal source. A continuación procedemos a variar la ganancia en audio de cero a 5dB. Figura 5: Espectro del transmisor FM con ganancia de audio igual a cinco Ahora procedemos a variar el amplificador variable. para ir observando los cambios respectivos del espectro cuando variamos el amplificador RF. se observa el diagrama de bloques para la realización de la práctica.Universidad Técnica Particular de Loja Figura 4: Espectro del transmisor FM con ganancia de audio igual a cero. para lo cual utilizamos una señal senoidal. el mismo que es configurado para resonar a un cierta frecuencia. Para la realización de este ejercicio cambiamos el bloque de WAV file source. Universidad Técnica Particular de Loja Figura 6: Espectro del transmisor FM con ganancia de audio igual a cinco Con ayuda de otro grupo se procedió a observar el espectro de la señal senoidal obteniendo resultados como se observan las figuras siguientes. Figura 7: Espectro de la señal senoidal cuando la ganancia del USRP es igual a 0 dB En la siguiente figura configuramos la ganancia del USRP en 3 dB obteniendo como resultado que la amplitud en el espectro aumenta en relación a los 0 dB. . En la figura 7 se observa el espectro configurando la ganancia del USRP primeramente en 0 dB. . Figura 9: Espectro de la señal senoidal cuando la ganancia del USRP es igual a 3 dB En la figura 10 y 11 se presentan los espectros configurando la ganancia del USRP en 20 y 40 dB respectivamente. obteniendo como resultado una mayor amplitud.Universidad Técnica Particular de Loja Figura 8: Espectro de la señal senoidal cuando la ganancia del USRP es igual a 3 dB En la figura 9. se observa el espectro con la configuración del amplificador USRP en 9 dB. aumenta la amplitud y así mismo se distorsiona con mucho más ruido. La distancia ente el USRP que trasmite la señal senoidal. con la del USRP en el que analiza el espectro es de 1. 6.3. Transmisor FM + transmisión de voz . pues a medida que aumentamos la ganancia del USRP.Universidad Técnica Particular de Loja Figura 10: Espectro de la señal senoidal cuando la ganancia del USRP es igual a 20 dB Figura 11: Espectro de la señal senoidal cuando la ganancia del USRP es igual a 40 dB En todas las figuras se sigue una secuencia en cuanto a la amplitud.5m. en la cual se levanta la portadora. Figura 12: Diagrama de bloques para la trasmisión de voz por medio de la PC.Universidad Técnica Particular de Loja Para la trasmisión de voz por medio del micrófono de la computadora. que se puede observar en la siguiente figura. Figura 13: Espectro de la trasmisión de audio desde la PC Como podemos observar estamos trasmitiendo en la frecuencia de 103. por el bloque de audio source el cual nos permitirá transmitir voz por medio de la PC.1MHz. se obtiene un espectro. Como resultado de este diagrama. En la figura 12 se muestra el diagrama de bloques configurado. se procedió a cambiar el bloque de WAV file source. También se tiene armónico y haciendo . del analizador de espectros con ganancia igual a 10dB. en nuestro caso estamos trabajando con el analizador de espectros. En la siguiente figura se observa el resultado con el espectro.4. se realizó el cambio del bloque para emitir una señal senoidal. Verificar el funcionamiento del amplificador en el receptor del USRP o analizador de espectros. va a mejorar la calidad de trasmisión. En el analizador de espectros aumentamos un slider para ir variando la ganancia ya sea en un receptor o el analizador de espectros.Universidad Técnica Particular de Loja comprobaciones con un equipo sintonizador de radio se pudo comprobar su correcto funcionamiento. Figura 14: Espectro de la señal senoidal cuando la ganancia en el analizador es igual a 0dB En la figura 15 se observa el resultado con el espectro. 6. del analizador de espectros con ganancia igual a cero. . Ahora para cumplir con la elaboración de este ítem. cabe recalcar que dependiendo del procesamiento de la PC. Una vez realizado las configuraciones de los bloques trasmitimos y con ayuda de otro grupo analizamos el espectro de la trasmisión a la que se está trabajando. 17 y 18 se presentan los resultados del espectro con ganancia en el analizador de espectros igual a 20. 30 y 40 dB respectivamente.Universidad Técnica Particular de Loja Figura 15: Espectro la señal senoidal cuando la ganancia en el analizador es igual a 10dB En la figura 16. Figura 16: Espectro la señal senoidal cuando la ganancia en el analizador es igual a 20dB . las figuras siguen una secuencia. así mismo que se observa mucho mejor la portadora a medida que aumentamos la ganancia del amplificador en el analizador de espectros si analizamos los resultamos .Universidad Técnica Particular de Loja Figura 17: Espectro la señal senoidal cuando la ganancia en el analizador es igual a 30dB Figura 18: Espectro la señal senoidal cuando la ganancia en el analizador es igual a 40dB Como podemos observar. en la que va aumentando en amplitud menor a mayor. En la tabla número 1 se muestra un relación entre el analizador de espectros y su amplitud.24dB 30 -48.92dB 20 -59.Universidad Técnica Particular de Loja podemos darnos cuenta que si aumentamos la ganancia para recepción del receptor este mejorara notablemente a la hora de la recepción de señales. en el cual nos damos cuenta aumenta la amplitud constantemente a medida que aumentamos la ganancia del analizador de espectros. Ganancia del analizador (dB) Amplitud del espectro 0 -76. Contestar lo siguiente: ¿A que distancia se encuentra ambos dispositivos? Se encuentran a un metro y medio de distancia. ¿Cuál es la ganancia del receptor? La ganancia del receptor esta regularizado por un slider el cual va desde 0 hasta los 70dB de Ganancia.22dB 40 -42.40 Tabla 1: Ganancia del analizador de espectro con su respectiva amplitud en el espectro.51dB 10 -70. . mediante el cual nos permitió entender que si la ganancia era cero. para reproducir con mucha mejor calidad la trasmisión por la voz. Para la trasmisión con voz son necesarios estos amplificadores que existan.Universidad Técnica Particular de Loja 7.Disponible en: gnuradio. PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE RADIO DEFINIDO POR SOFTWARE EMPLEANDO LA PLATAFORMA USRP MEDIANTE GNU RADIO. Autores: Max Peralta.pdf . nos permite mejorar la calidad de trasmisión.org/redmine/attachments/download/93/Capitulo_2. mientras la ganancia en RF nos permite ampliar la señal de cobertura en la trasmisión. [2]. Alexander Socola. Bibliografía [1]. pues si no lo hubieran no podríamos receptar con calidad la trasmisión de señales provenientes del transmisor. La ganancia en el amplificador del transmisor del USRP. se determinó su correcto funcionamiento. se perdía toda la trasmisión. mientras si aumentábamos en el receptor también aumenta la ganancia del audio en la recepción escuchándose más fuerte. GNU Radio. El amplificador en la recepción también son importantes. Capítulo 2. CONCLUSIONES Los amplificadores son de vital importancia para todo dispositivo de comunicación tienen mucho influencia tanto en la trasmisión como en la recepción de señales La ganancia del amplificador de audio. 8.